CN110631430A - 导弹安全点火控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种导弹安全点火控制装置和控制方法，涉及地面发射控制技术领域。该方法在导弹点火过程中，采用三级继电器串联及手动控制与计算机控制相结合的点火控制策略，以保证导弹点火的安全性。其中第一级继电器采用固态继电器，手动控制点火电源接入；第二级继电器采用固态继电器，计算机控制点火继电器闭合；第三级继电器采用电磁继电器，计算机控制接入的方式。点火时，首先闭合第一级固态继电器，通过检测电路检测点火电源接入的正确性；其次闭合第三级电磁继电器，解除火工品保护；最后闭合第二级固态继电器，完成导弹点火。该方法通过试验验证，有效应用型号的发射控制系统中。

Description

导弹安全点火控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及地面发射控制技术领域，具体地，涉及一种导弹安全点火控制装置和控制方法，尤其涉及一种采用三级继电器串联及手动控制与计算机控制相结合的点火控制策略、保证导弹点火安全性的导弹安全点火控制装置和控制方法。

背景技术

导弹点火安全控制装置及其控制方法，涉及到导弹发射过程中的安全性，是避免导弹火工品误点火的重要手段。

控制装置部分，如专利文献CN203011249U公开的一种导弹助推器点火安全保险电路，包括助推器点火桥带和点火供电电源，还包括点火指令控制继电器和分离信号控制继电器，其中：点火指令控制继电器的常开触点与点火供电电源的正端连接，其公共触点与分离信号控制继电器的常开触点连接；分离信号控制继电器的公共触点与助推器点火桥带的正端连接，其常闭触点与所述点火供电电源和助推器点火桥带的负端连接；分离信号控制继电器的线圈正端用于接收发射载体输出的分离指令，点火指令控制继电器的线圈正端用于接收导弹输出的助推器点火指令，且点火指令控制继电器和分离信号控制继电器的线圈负端均与点火供电电源的负端连接。

控制方法部分，目前国内导弹发射点火控制通常采用电磁继电器和计算机自动控制的方法。该方法的控制过程是，计算机接收到导弹发射指令后，送出IO控制指令，自动先后控制两级电磁继电器闭合，将点火电压送至导弹火工品上。该过程存在两项缺点，一是点火过程完全由计算机自动完成，一旦计算机启动过程中IO端口电平不稳或计算机软件运行异常，将导致意外点火，产生安全事故；二是点火电源的电压值一般都大于电磁继电器触点标称电压值28V，电磁继电器一般都是在触点电压过载的情况下工作，这种使用工况会大大缩短电磁继电器的使用寿命，进而产生触点粘连现象，同样导致导弹意外点火。

本发明提出一种新型的导弹安全点火控制方法，可以保证导弹的安全点火。该方法采用两级固态继电器和一级电磁继电器相串联的方式，采用手动控制与计算机自动控制相结合的方法完成导弹点火。该方法通过试验验证，有效应用型号的发射控制系统中。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种导弹安全点火控制装置和控制方法。

根据本发明提供的一种导弹安全点火控制装置，包括三级继电器，即包括第一级继电器、第二级继电器以及第三级继电器；

所述第一级继电器、第二继级电器、第三级继电器依次串联；

所述第一级继电器包括固态继电器；所述第二级继电器包括固态继电器；所述第三级继电器包括电磁继电器。

优选地，所述第一级继电器为手动控制继电器；第二级继电器和第三级继电器均为计算机控制继电器。

优选地，三级继电器的导弹点火闭合先后顺序依次为第一级继电器、第三级继电器、第二级继电器。

优选地，所述导弹安全点火控制装置还包括导弹火工品；所述导弹火工品设置在第三级继电器一侧；

所述第三级继电器能够隔断第一级继电器和/或第二级继电器产生的漏电流，防止该漏电流施加在导弹火工品上。

优选地，所述导弹安全点火控制装置还包括点火电源；所述点火电源设置在第一级继电器一侧；

所述第一级继电器能够匹配点火电源的电压值。

优选地，所述导弹安全点火控制装置能够承受50V的点火电压。

优选地，所述导弹安全点火控制装置还包括限流电阻，所述限流电阻设置在第二级继电器所在的部分。

优选地，所述导弹安全点火控制装置还包括保护电阻，所述保护电阻设置在第三级继电器所在的部分。

根据本发明提供的一种导弹安全点火控制方法，利用上述的导弹安全点火控制装置，包括如下步骤：

首先闭合第一级固态继电器，通过检测电路检测点火电源接入的正确性；随后闭合第三级电磁继电器，解除火工品保护；最后闭合第二级固态继电器，完成导弹点火。

优选地，所述导弹安全点火控制方法具体包括如下子步骤：

步骤1：根据导弹火工品阻值、点火控制回路导线阻值、点火电流值，计算出适合的点火电压与限流电阻值。

步骤2：调节点火电源电压至计算值并输出，通过导线将点火电压送入第一级固态继电器的输入端口。

步骤3：人工听取“点火电源接入”指令后，旋转手动开关，手动控制第一级固态继电器闭合，将点火电压传输至第二级固态继电器。

步骤4：计算机收到“发射令”后，自动控制将第三级电磁继电器闭合，解除导弹火工品保护，接通第二级固态继电器的输出至导弹火工品回路。

步骤5：计算机收到“点火令”后，自动控制将第二级固态继电器闭合，将点火电源电压送至导弹火工品上，完成导弹火工品点火。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1.同时采用固态继电器、电磁继电器，既利用电磁继电器隔断了固态继电器的漏电流，又利用固态继电器的高输出电压特性匹配点火电源高输入电压值。

2.采用手动控制与计算机控制相结合，既可以手动将点火电源与导弹火工品隔断，确保了点火的安全性，又可以自动完成后续的点火过程。

3.点火控制回路中采用限流电阻，可以适配火工品不同点火电流的要求。

4.电磁继电器在固态继电器之前闭合，为不带载闭合，不会产生高压拉弧等现象，有效保证了电磁继电器的寿命。

5.采用100kΩ保护电阻接地对弹上火工品加以安全保护。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术的发射点火控制原理示意图；

图2是本发明一种导弹安全点火控制方法的电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种导弹安全点火控制装置，包括三级继电器，即包括第一级继电器、第二级继电器以及第三级继电器；所述第一级继电器、第二继级电器、第三级继电器依次串联；所述第一级继电器包括固态继电器；所述第二级继电器包括固态继电器；所述第三级继电器包括电磁继电器。

具体地，所述第一级继电器为手动控制继电器；第二级继电器和第三级继电器均为计算机控制继电器。三级继电器的导弹点火闭合先后顺序依次为第一级继电器、第三级继电器、第二级继电器。所述导弹安全点火控制装置还包括导弹火工品；所述导弹火工品设置在第三级继电器一侧；所述第三级继电器能够隔断第一级继电器和/或第二级继电器产生的漏电流，防止该漏电流施加在导弹火工品上。所述导弹安全点火控制装置还包括点火电源；所述点火电源设置在第一级继电器一侧；所述第一级继电器能够匹配点火电源的电压值。所述导弹安全点火控制装置能够承受50V的点火电压。所述导弹安全点火控制装置还包括限流电阻，所述限流电阻设置在第二级继电器所在的部分。所述导弹安全点火控制装置还包括保护电阻，所述保护电阻设置在第三级继电器所在的部分。

根据本发明提供的一种导弹安全点火控制方法，利用上述的导弹安全点火控制装置，包括如下步骤：

首先闭合第一级固态继电器，通过检测电路检测点火电源接入的正确性；随后闭合第三级电磁继电器，解除火工品保护；最后闭合第二级固态继电器，完成导弹点火。

更具体地，所述导弹安全点火控制方法具体包括如下子步骤：

步骤1：根据导弹火工品阻值、点火控制回路导线阻值、点火电流值，计算出适合的点火电压与限流电阻值。

步骤2：调节点火电源电压至计算值并输出，通过导线将点火电压送入第一级固态继电器的输入端口。

步骤3：人工听取“点火电源接入”指令后，旋转手动开关，手动控制第一级固态继电器闭合，将点火电压传输至第二级固态继电器。

步骤4：计算机收到“发射令”后，自动控制将第三级电磁继电器闭合，解除导弹火工品保护，接通第二级固态继电器的输出至导弹火工品回路。

步骤5：计算机收到“点火令”后，自动控制将第二级固态继电器闭合，将点火电源电压送至导弹火工品上，完成导弹火工品点火。

进一步地，本发明优选例公开了一种导弹安全点火控制方法，涉及地面发射控制技术领域。该方法在导弹点火过程中，采用三级继电器串联及手动控制与计算机控制相结合的点火控制策略，以保证导弹点火的安全性。其中第一级继电器采用固态继电器，手动控制点火电源接入；第二级继电器采用固态继电器，计算机控制点火继电器闭合；第三级继电器采用电磁继电器，计算机控制接入的方式。点火时，首先闭合第一级固态继电器，通过检测电路检测点火电源接入的正确性；其次闭合第三级电磁继电器，解除火工品保护；最后闭合第二级固态继电器，完成导弹点火。该方法通过试验验证，有效应用型号的发射控制系统中。

本发明优选例的一种导弹安全点火控制方法，适于地(舰)面导弹武器发射系统，点火通路中采用三级继电器串联的方式，其中第一级、第二级继电器为固态继电器，第三级继电器为电磁继电器。第一级继电器采用手动控制，第二级、第三级继电器采用计算机控制。三级继电器的闭合的先后顺序为第一级、第三级、第二级。利用电磁继电器隔断固态继电器的漏电流，防止漏电流加到导弹火工品上。利用固态继电器的高输出电压特性(一般大于50V)匹配点火电源高输入电压值。采用限流电阻适配多路火工品的点火电流要求。采用100kΩ保护电阻接地对弹上火工品加以安全保护。

更进一步地，本发明的优选例提出用三级继电器串联及手动控制与计算机控制相结合的点火控制策略，包括2个固态继电器、1个电磁继电器、1个可更换限流电阻、1个火工品保护电阻。

请参阅图1，图1为现有技术的导弹点火控制原理示意图，图中点火电源将直流电压送到第一级继电器的触点上，当计算机收到发射令时，自动控制闭合第二级继电器，之后一段时间计算机自动控制闭合第一级继电器。该过程存在两项缺点，一是点火过程完全由计算机自动完成，一旦计算机启动过程中IO端口电平不稳或计算机软件运行异常，将导致意外点火，产生安全事故；二是点火电源的电压值一般都大于电磁继电器触点标称电压值28V，电磁继电器一般都是在触点电压过载的情况下工作，这种情况会大大缩短电磁继电器的使用寿命，进而产生触点粘连现象，同样导致导弹意外点火。

请参阅图2，图2为是本发明的导弹安全点火控制原理示意图，采用三级继电器串联及手动控制与计算机控制相结合的点火控制策略，以保证导弹点火的安全性。其中第一级采用固态继电器，手动控制点火电源接入；第二级采用固态继电器，计算机自动控制继电器闭合；第三级采用电磁继电器，计算机控制接入的方式。实际点火过程中，首先闭合第一级固态继电器，通过检测电路检测点火电源接入的正确性；其次闭合第三级电磁继电器，解除火工品保护；最后闭合第二级固态继电器，完成导弹点火。

具体实现过程如下：

1.根据导弹火工品阻值、点火控制回路导线阻值、点火电流值，计算出适合的点火电压与限流电阻值。

2.调节点火电源电压至计算值并输出，通过导线将点火电压送入第一级固态继电器的输入端口。

3.人工听取“点火电源接入”指令后，旋转手动开关，手动控制第一级固态继电器闭合，将点火电压传输至第二级固态继电器。

4.计算机收到“发射令”后，自动控制将第三级电磁继电器闭合，解除导弹火工品保护，接通第二级固态继电器的输出至导弹火工品回路。

5.计算机收到“点火令”后，自动控制将第二级固态继电器闭合，将点火电源电压送至导弹火工品上，完成导弹火工品点火。

图1和图2的误点火失效率计算分别如下。

图1任何一级继电器控制失效，只需要满足以下条件任意一个条件即可：

1.计算机控制指令失效，且失效模式为指令控制输出低电平，失效率为λ1；

2.继电器失效，且失效模式为在没有外部触发的情况下继电器常开触点异常粘合，失效率为λ2；

则一级导弹点火控制误点火的失效率为λ＝λ1+λ2。

现有采用两级安全点火控制措施，相当于概率串联，则现有点火控制方法的误点火失效概率为(λ1+λ2)²。

图2第一级继电器控制失效，只需要满足以下条件任意一个条件即可：

1.手动旋转开关失效，且失效模式为开关常闭，失效率为λ3；

2.固态继电器失效，且失效模式为在没有外部触发的情况下继电器漏极和源极短路，失效率为λ4；

图2第二级继电器控制失效，只需要满足以下条件任意一个条件即可：

1.计算机控制指令失效，且失效模式为指令控制输出低电平，失效率为λ1；

2.固态继电器失效，且失效模式为在没有外部触发的情况下继电器漏极和源极短路，失效率为λ4；

图2第三级继电器控制失效，只需要满足以下条件任意一个条件即可：

1.计算机控制指令失效，且失效模式为指令控制输出低电平，失效率为λ1；

2.电磁继电器失效，且失效模式为在没有外部触发的情况下继电器常开触点异常粘合，失效率为λ2；

则图2导弹火控制误点火的失效率为(λ3+λ4)(λ1+λ4)(λ1+λ2)，其中λ3为手动旋转开关常闭的失效率，λ4为固态继电器漏极和源极短路的失效率。由于λ3+λ4远小于λ1+λ2，因此本发明中的导弹安全点火控制方法的误点火失效率，远低于现有的点火控制方法，点火的安全性明显提高。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种导弹安全点火控制装置，其特征在于，包括三级继电器，即包括第一级继电器、第二级继电器以及第三级继电器；

所述第一级继电器、第二继级电器、第三级继电器依次串联；

所述第一级继电器包括固态继电器；所述第二级继电器包括固态继电器；所述第三级继电器包括电磁继电器。

2.根据权利要求1所述的导弹安全点火控制装置，其特征在于，所述第一级继电器为手动控制继电器；第二级继电器和第三级继电器均为计算机控制继电器。

3.根据权利要求1所述的导弹安全点火控制装置，其特征在于，三级继电器的导弹点火闭合先后顺序依次为第一级继电器、第三级继电器、第二级继电器。

4.根据权利要求1所述的导弹安全点火控制装置，其特征在于，所述导弹安全点火控制装置还包括导弹火工品；所述导弹火工品设置在第三级继电器一侧；

所述第三级继电器能够隔断第一级继电器和/或第二级继电器产生的漏电流，防止该漏电流施加在导弹火工品上。

5.根据权利要求1所述的导弹安全点火控制装置，其特征在于，所述导弹安全点火控制装置还包括点火电源；所述点火电源设置在第一级继电器一侧；

所述第一级继电器能够匹配点火电源的电压值。

6.根据权利要求5所述的导弹安全点火控制装置，其特征在于，所述导弹安全点火控制装置能够承受50V的点火电压。

7.根据权利要求1所述的导弹安全点火控制装置，其特征在于，所述导弹安全点火控制装置还包括限流电阻，所述限流电阻设置在第二级继电器所在的部分。

8.根据权利要求1所述的导弹安全点火控制装置，其特征在于，所述导弹安全点火控制装置还包括保护电阻，所述保护电阻设置在第三级继电器所在的部分。

9.一种导弹安全点火控制方法，其特征在于，利用权利要求1至8中任一项所述的导弹安全点火控制装置，包括如下步骤：

首先闭合第一级固态继电器，通过检测电路检测点火电源接入的正确性；随后闭合第三级电磁继电器，解除火工品保护；最后闭合第二级固态继电器，完成导弹点火。

10.根据权利要求9所述的导弹安全点火控制方法，其特征在于，所述导弹安全点火控制方法具体包括如下子步骤：

步骤1：根据导弹火工品阻值、点火控制回路导线阻值、点火电流值，计算出适合的点火电压与限流电阻值。

步骤2：调节点火电源电压至计算值并输出，通过导线将点火电压送入第一级固态继电器的输入端口。

步骤3：人工听取“点火电源接入”指令后，旋转手动开关，手动控制第一级固态继电器闭合，将点火电压传输至第二级固态继电器。

步骤4：计算机收到“发射令”后，自动控制将第三级电磁继电器闭合，解除导弹火工品保护，接通第二级固态继电器的输出至导弹火工品回路。

步骤5：计算机收到“点火令”后，自动控制将第二级固态继电器闭合，将点火电源电压送至导弹火工品上，完成导弹火工品点火。

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